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本文主要用Fluent软件对二维纱线阵列、三维机织物和无序纤维网对液体的过滤过程进行了模拟与分析,并初步进行了实验验证。二维纱线阵列过滤过程的数值模拟和分析:创建了阵列纱线网模型,通过改变纱线直径和纱线排列密度,各分析了3组模型对含颗粒射流的颗粒捕集率和压力降的变化。结果表明:随着纱线间距的增大,颗粒捕集率逐渐下降;随着纱线直径的增大,颗粒捕集率逐渐增加。三维机织物过滤过程的数值模拟和分析:对机织物模型进行了简化处理,构建了垂直交叉的纱线构成的机织物物理模型,讨论了颗粒捕集率与液体流速的关系,确定了比较合适的初始流速为2m/s。选取了纱线直径为100μm,分析了5种不同孔隙的三维机织物模型的颗粒截留率和压力降变化。保持孔隙大小100×100(μm)不变,讨论了纱线直径分别为60μm、80μm、100μm、120μm、150μm时,三维机织物模型的颗粒截留率和压力降变化。结果表明:随着流速增加,捕集率先增加,达到一定值后会减少;保持纱线直径不变,随着孔隙尺寸的增大,颗粒捕集率逐渐减小;保持孔隙大小不变,随着纱线直径的增大,颗粒捕集率逐渐提高。三维无序排列纤维网过滤过程的数值模拟和分析:构建了孔隙率分别为70%、75%、80%、85%、90%的5种三维无序排列纤维网;模拟了纤维直径分别为20μm、1μm、100nm的三维无序网的过滤过程;讨论了纤维网层数对颗粒捕集率的影响。结果显示:纤维直径为20μm的三维无序网,能够进行有效捕集的最小颗粒尺寸为15μm,捕集效果最好的是孔隙率为80%的模型;纤维直径为1μm的三维无序网,能够进行有效捕集的最小颗粒尺寸为5μm,捕集效果最好的纤维网孔隙率为75%;直径为100nm的三维无序网,能够进行有效捕集的最小颗粒尺寸可以达到纳米级别。经过实验验证发现,直径为1.2μm左右的静电纺聚砜纤维构成的纤维膜对5μm的聚苯乙烯微粒的截留率与理论模拟的结果基本一致。